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基于ATC单片机的数字电压表设计(毕业论文)———————————————————————————————— 作者：———————————————————————————————— 日期： 2 2013届本科毕业设计基于AT89C51单片机的数字电压表设计 学 院：物理与电子工程学院 专业班级：电子信息09-11班 学生姓名：XXX 指导教师：吴剑英 老师 答辩日期：2013年5月11日 XXXXX大学教务处 新疆师范大学2013届本科毕业生毕业设计 目 录0 引言 11 系统整体设计思路及方案 1 1.1 设计思路 1 1.2 设计方案 12 数字电压表的硬件设计 2 2.1 主控制模块的设计 2 2.1.1 AT89C51性能简介 2 2.1.2 AT89C51各引脚功能 2 2.1.3 AT89C51的复位电路和时钟电路 4 2.2 A/D转换模块的设计 5 2.2.1 ADC0808的主要特性 6 2.2.2 ADC0808各引脚功能 6 2.3 显示电路的设计 7 2.4 总体电路设计图 9 3 数字电压表的软件设计 10 3.1 设计流程图 10 3.2 各子程序简介 11 4 仿真 11 4.1 软件调试 11 4.2 误差分析 11 5 结论 12 参考文献 13 附录 14 致谢 161基于AT89C51单片机的数字电压表设计摘要：数字电压表是常用的对电子电路进行检测的较精密仪器之一。

本文的设计思想是一种基于单片机的数字电压表设计方式该设计主要由三个模块组成：A/D转换模块、数据处理主控模块和显示模块A/D转换模块主要由芯片ADC0808来完成，它负责将采集到的模拟量转换为相应的数字量传送到数据处理模块（单片机）数据处理主控模块由单片机AT89C51来完成，它负责将ADC0808传送过来的数字量经过一定的数据处理，产生相对应的显示码传送到显示模块进行显示此外，它还控制芯片ADC0808的工作经过仿真软件结果表明本设计中的电压表电路简单，所用元件较少，成本低且测量精度高此电压表可以测量0—5V的模拟输入电压值，并通过一个四位一体的7段数码管显示出来关键词：数字电压表；单片机；A/D转换；AT89C51；ADC08081 The design of digital voltage meter based on AT89C51 single chip microcomputerAbstract: digital voltage meter is one of the more commonly used detection precision instrument for electronic circuit. The design is a design method based on single chip digital voltage meter. The design consists of three modules: A/D module, data processing, the main control module and display module. The A/D conversion module is mainly completed by the ADC0808, which is responsible for converting the collected analog to digital quantity corresponding to a data processing module (MCU). Data processing by the MCU AT89C51 to complete the main control module, which is responsible for the digital ADC0808 transmission after data processing, generate the corresponding display code is sent to the display module for displaying. In addition, it also control chip ADC0808 work. The design of the voltage meter circuit is simple, less elements used, low cost and high measurement accuracy. The analog input voltage can be measured in 0 5V of the value of the voltage meter, and through 7 digital tubes a four integrated display. Keywords: digital voltage meter；MCU； A/D；AT89C51；ADC080820 引言 在电量的测量中，电压、电流和频率是最基本的三个被测量，其中电压量的测量最为经常。

而且随着电子技术的发展，更是经常需要测量高精度的电压，所以数字电压表就成为一种必不可少的测量仪器数字电压表（Digital Voltmeter)简称DAM,它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表传统的指针式电压表功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片机的数字电压表，有精度高、抗干扰能力强、集成方便，还可与PC进行实时通信等优点[1] 目前，由各种单片机和A/D转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等领域，显示出了它极强的生命力与此同时，由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪表仪器，也把电量及非电量技术提高到崭新水平[2]新型数字电压表以其高准确度、高可靠性、高分辨率、高性价比等优良特性备受人们的青睐 本文是以简易数字直流电压表的设计为研究内容，本系统主要包括三大模块：转换模块、数据处理模块及显示模块其中，A/D转换采用ADC0808对输入的模拟信号进行转换，控制核心AT89C51再对转换的结果进行运算处理，最后驱动输出装置LED显示数字电压信号[3]1 系统整体设计思路及方案1.1 设计思路1）根据设计要求，选择AT89C51单片机为核心控制器件。

2）A/D转换采用ADC0808实现，连接单片机的P0口和P3口的低四位引脚3）电压显示采用4位一体的LED数码管4）LED数码管的段码输入由端口P1产生；位码输入用端口P2高四位产生1.2 设计方案 本设计选择AT89C51单片机作为核心控制器件A/D转换采用ADC0808来实现电压显示采用4位一体的LED数码管，LED数码管的段码输人由端口P1输出，位码输人由端口 P2高四位输出 硬件电路设计由6个部分组成: A/D转换电路，AT89C51单片机系统，LED显示系统、时钟电路、复位电路以及测量电压输入电路硬件电路设计如图1-1所示 时钟电路 复位电路A/D转换测量电压显示系统AT89C51 P0 P3 P2 P1 P2 P1 图1-1 系统设计框图2 数字电压表的硬件设计2.1 单片机主控制模块的设计2.1.1 AT89C51性能简介 AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含有4KB的可反复擦写的只读程序存储器和128字节的随机存储器。

该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容，由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，它为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案[4] AT89C51功能性能:与MCS-51成品指令系统完全兼容；4KB可编程闪速存储器；寿命：1000次写/擦循环；数据保留时间：10年；全静态工作：0-24MHz；三级程序存储器锁定；128*8B内部RAM；32个可编程I/O口线；2个16位定时/计数器；5个中断源；可编程串行UART通道；片内震荡器和掉电模式[5]2.1.2 AT89C51各引脚功能 AT89C51提供以下标准功能：4KB的Flash闪速存储器，128B内部RAM，32个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内震荡器及时钟电路，同时，AT89C51可降至0Hz静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作，掉电方式保存RAM中的内容，但震荡器停止工作并禁止其他所有工作直到下一个硬件复位。

AT89C51采用PDIP封装形式，引脚配置如图2-1所示[6] 图2-1 AT89C51引脚图AT89C51芯片的各引脚功能为： P0口：这组引脚共有8条，P0.0为最低位这8个引脚有两种不同的功能，分别适用于不同的情况，第一种情况是89C51不带外存储器，P0口可以为通用I/O口使用，P0.0-P0.7用于传送CPU的输入/输出数据，这时输出数据可以得到锁存，不需要外接专用锁存器，输入数据可以得到缓冲，增加了数据输入的可靠性；第二种情况是89C51带片外存储器，P0.0-P0.7在CPU访问片外存储器时先传送片外存储器的低8位地址，然后传送CPU对片外存储器的读/写数据P0口为开漏输出，在作为通用I/O使用时，需要在外部用电阻上拉 P1口：这8个引脚和P0口的8个引脚类似，P1.7为最高位，P1.0为最低位，当P1口作为通用I/O口使用时，P1.0-P1.7的功能和P0口的第一功能相同，也用于传送用户的输入和输出数据。